Способ обесфторивания фосфатного сырья Советский патент 1989 года по МПК C05B13/02 

Изобретение относится к способу переработки фосфатного сырья, содержащего силикаты, в обесфторенные фосфаты .

Целью изобретения является предотвращение образования расплавов и настылей при термообработке фосфатного сырья с повышенной концентрацией в нем силикатов при одновременном сохранении высокой степени обесфторива- ния готового продукта.

Способ переработки фосфатного, сырья,, содержащего силикаты до 7% в пересчете на SiO, включает смешение его с фосфорной кислотой, грануляцию полученной смеси и ее обжиг, при этом фосфорную кислоту предварительно подогревают до 40-95°С и подают на смешение в количестве, обеспечивающем соотношение в обрабатываемом сырье СаО: ( + ЗЮ) , равное 1,1-1,25.

Фосфатное сьфье содержит силикаты -в виде форстерита, антигорита, фло- гонита, присутствие которых также как и продукты взаимодействия сьфья с фосфорной кислотой, определяют количеством жидкой фазы в зоне обесфторивания материала. Поэтому, при добавлении фосфорной кислоты к такому сырью с получением соотношения СаО : Р2.Р5 равного 1,1-1,2, как в известном- способе, приводит к образованию избыточного количества жидкой фазы. Сырье начинает в ней активно растворяться, образуя расплавы. Наличие промежуточных ионов фтора в жидкой фазе ускоряет процесс образования расплава. При переработке сырья, содержащего пониженные количества силикатов, но повышенные содержания кальция, например в виде кальцита, количество жидкой фазы уменьшается в результате взаимодействия с ней

О)

СП

(50

1460058

кальция с образованием высокотемпературных фосфорнокальциевых соединений.

Таким образом, количество жидкой .фазы определяет оптимальные условия переработки фосфатного сырья в обес- фторенные фосфаты. Регулирование этого процесса осуществляют изменением соотношения реагентов, образующих жидкую фазу. Так как исходными реагентами являются фосфорная кислота и силикаты, то изменение их количества (. SiO) в широком диапазоне позволяет успешно вести процесс без образования расплавов и настылей с получением качественного продукта по содержанию фтора.

Подогрев фосфорной кислоты до 40- 90°С позволяет при ее смешении осуществить ча.стичное разложение силикатов, что ускоряет реакцию обесфтори- вания материала с повышением его термической стойкости.

В качестве силикатных соединений в сырье присутствуют кремнезем, а также силикаты или алюмосиликаты щелочных металлов.

Влияние подогрева фосфорной кислоты на переработку смеси в соотношении СаО: (Pji05-+SiOj),, равным 1,15, проиллюстрировано в табл.1.

Кислота температурой ниже 40 С проявляет низкую реакционную способность с силикатами, что не предотвращает образование расплавов в печи. Повышение температуры вьше 95 С нецелесообразно ввиду повьппенной коррозии аппаратурыс

Влияние соотношения СаО: ( +SiOj) в смеси при температуре фосфорной кислоты W°C на образование расплавов и настылей в печи приведено в табл.2.

При соотношении СаО: ( + SiO), равном 1,05, происходит образование расплавов и настылей ввиду повыщен- ного количества жидкой фазы в матери- зле.

Увеличение соотношения СаО: -( SiO,) больше 1,25 обеспечивает термостойкость материала печи, но ввиду пониженного количества жидкой фазы процесс замедляется, поэтому при сохранении производительности печи качество продукта ухудшается и

0

0

фтора.

содержание фтора в нем превышает допустимые количества (0,2%).

Таким образом, регулирование соотношения в смеси СаО: ( + SiO) в пределах 1,1-1,25 при переработке сырья, содержащего силикатные примеси 2-7% в пересчете на SiO. обеспечивает возможность вести технологический процесс без нарушений с получением качественного продукта по содержанию фтора.

П р и м е р 1. 1000 кг фосфатного сырья с содержанием 2,1% силикатов 5 в пересчете на SiOj смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 85 кг , температурой 40 С до получения соотношения СаО: ( +5102) равного 1,1, в продукте и обжигают в печи.кипящего слоя. Расплава и нас- тьшей не образуется. Содержание фто- ра-в продукте 0,14%,

П р и м е р 2. 1000 кг фосфатного сырья с содержанием 4,5% силикатов 5 в пересчете .на SiO, , смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 55 кг , те-мпературой 50°С до получения соотношения СаО: ( SiO,),, равного 1,17, в продукте и обжигают 0 во вращающейся печи. Расплава и настылей не образуется. Содержание фтора в продукте 0,12%.

П р и м е р 3. 1000 кг фосфатного сырья с содержанием 7% силикатов в пересчета на SiO смешивают с фосфорной кислотой, взятой в количестве 45 кг, температурой 60 С до получения соотношения СаО: ( равного 1,25, в продукте и обжигают ,г, во вращающейся печи. Расплава и настылей не образуется. Содерхсание фто- р а в продукте 0,17%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет проводить процесс обес- . фторивания фосфатного сырья с содержанием 2,5-7% силикатов в пересчете на SiO без образования расплавов и настылей с получением готового продукта, содержащего не более 0,2%

35

фтора.

55

Формула изобретен и, я

Способ обесфторивания фосфатного сырья, включающий его смешени е с фосфорной кислотой, гранулирование полученной смеси и ее отжиг, отличающийся тем, что, с целью предотвращения образования распла514600586

BOB и настылей при термообработке фосфорную кислоту подогревают до 40- фосфатного сырья с повышенной концент- 95 С и подают на смешение в количест- рацией в нем силикатов при одновре- ве, обеспечивающем соотношение в обменном сохранении высокой степени рабатываемом сырье СаО: ( +SiO ) , обесфторивания готового продукта, . равное 1,1-1,25.

Таблица 1

Изобретение относится к способу переработки фосфатного сьфья, содержащего до 70% силикатов в пересчете на SiO,.,, и позволяет вести процесс без образования расплавов и настыггей Б печи при термообработке сьфья при одновременном сохранении высокой степени обесфторивания продукта. Способ включает смешение силикатсодержащего фосфатного сырья с предварительно подогретой до 40-95 С фосфорной кислотой, гранулирование полученной смеси н ее обжиг, при этом фосфорную кислоту подают на смешение в количестве, обеспечивающем отношение в обрабатываемом сьфье СаО: (Р205-+ SiO) , равное 1,1-1,25. 2 табл.

Образование расплава, настылей

Да Нет Нет Нет Нет Пет Нет

Соотношение

СаО: (PjOg- + SiO)

1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3

Образование расплава, настылей Да

Нет Нет Нет Нет Нет

Таблица2